Le 7 mars 1905, l'archevêque Agafodor s'est adressé au chef de la région du Kouban pour demander un terrain pour la construction d'une église dans le village d'Armavir. En 1908, l'administration de la volost a autorisé la construction à condition de collecter au moins 30 000 roubles. Le 12 décembre 1910, un document a été rédigé dans lequel 62 habitants du village d'Armavir ont alloué un terrain pour le temple. L'emplacement a été choisi à l'intersection des rues Koutorskaya et Malominskaya (aujourd'hui rue S. Razin et rue Lounatcharsky) dans la partie pauvre du village.

À partir du 28 mai 1912, les travaux de conception ont commencé sous la direction de l'architecte G.I. Akopjanov, et la construction était dirigée par le prêtre Leonid Dmitrievsky. Le 3 août 1912, la maison de prière au nom de la « Sainte Trinité » a été posée. Le 2 septembre 1914, les travaux extérieurs étaient terminés. En 1915, sur fond de montée des sentiments patriotiques, les dons ont augmenté, et l'architecte a modifié le projet, transformant la maison de prière en église. La construction a été achevée le 28 avril 1916, et l'église a été consacrée le 26 mai 1916.

Le premier recteur de la cathédrale de la Sainte-Trinité fut le prêtre Alexandre Ukolov le 7 novembre 1916. Pendant la guerre civile, il a été exécuté. Dans les années 30, sur cinq églises à Armavir, seule la Sainte-Trinité est restée, les autres ayant été détruites. Cependant, même dans celle-ci, les autorités ont organisé un entrepôt.

Une étape significative dans l'histoire de la cathédrale est liée au recteur Leonid Dmitrievsky, qui a servi de 1942 à 1950. Étonnamment, l'église a repris son activité pendant l'occupation allemande. Après la libération d'Armavir le 24 janvier 1943, le père Leonid a organisé une collecte de dons pour l'Armée rouge et a réalisé la reconstruction et la réparation capitale de l'église. Pour ses efforts, il a reçu la médaille « Pour le travail valeureux pendant la Grande Guerre patriotique ». En 1950, le recteur est devenu le protodiacre Alexandre Volkanovitch, et en 1956-1957, le prêtre Georgy Stroyev, qui a aménagé l'église et construit une centrale électrique pour son éclairage.

Le recteur Mikhaïl Samoïlenko a servi à l'église de la Sainte-Trinité de 1964 à 1985. Une nouvelle époque dans l'histoire de la cathédrale a commencé avec l'arrivée du protodiacre Sergueï Tokar, qui est devenu recteur en 1991. En 1995, l'église de la Sainte-Trinité a reçu le statut de cathédrale, et en 1993, l'Institut Orthodoxe-Social d'Armavir a été créé au sein de l'église.

Le père Sergueï a été décoré des ordres de Saint Vladimir, du Saint Sergueï de Radonège et du Saint Prince Daniel de Moscou. Il possède également des récompenses ecclésiastiques telles que le nabedrennik (1983), la skoufia et la kamilavka (1985), la croix de poitrine (1986), la croix ornée (1990) et la mitre (2005). En 2009, il a été récompensé par la croix d'honneur « Pour les mérites envers le cosaquisme du Kouban ».

Aujourd'hui, la cathédrale de la Sainte-Trinité est le plus grand temple orthodoxe de la ville. La reconstruction est en cours, et l'aide est apportée selon la tradition russe par le monde entier.